Механический дифференциал: Механический дифференциал — Мир авто

Содержание

Механический дифференциал — Мир авто

Этот тип дифференциала используется все чаще и чаще начиная с 1969 года, он представляет собой комбинацию обычного дифференциала с вязкостной муфтой. В трансмиссии такого типа муфта используется как управляющее вязкостное устройство для регулирования разницы угловой скорости между двумя ведущими колесами.


В то время как блокирующее действие механического дифференциала с повышенным внутренним трением зависит от входного крутящего момента, у дифференциала вязкостного типа блокировка зависит от разницы скоростей ведущих колес. Когда разница скоростей очень мала, имеет место очень малое сопротивление, но сопротивление постепенно возрастает при увеличении разницы скоростей. По сравнению с дифференциалом с повышенным внутренним трением, этот дифференциал, по заявлению изготовителей, обеспечивает меньший износ шин, более легкое управление и меньшую нагрузку на компоненты трансмиссии.
Базовая конструкция вязкостного дифференциала похожа на конструкцию многодисковой муфты.

Он состоит из корпуса и ступицы, а между ними располагается набор перфорированных металлических пластин (рис. 12.6). Пластины попеременно прикреплены к ступице и корпусу; последний также служит в качестве емкости для вязкой силиконовой жидкости. Термозащитное уплотнение, изготовленное из фторированной резины, изолирует силиконовую жидкость от смазочного масла в узле главной передачи и обеспечивает работу жидкости в течение всего срока службы муфты.

Механический дифференциал с повышенным внутренним трением

На рис. 12.4 изображено устройство одного из типов дифференциала, который соединён с ведомой шестерней главной передачи.
Многодисковые муфты, установленные позади каждой солнечной шестерни, имеют внутренний и внешний диски, соединенные шлицами с солнечной шестерней и корпусом, соответственно. Поскольку используются конические шестерни, должно развиваться осевое усилие, пропорциональное крутящему моменту, приложенному от ведомой шестерни главной передачи к дифференциалу.

При наличии малого крутящего момента дифференциал будет функционировать обычным образом, но если крутящий момент увеличивается, на многодисковую муфту будет действовать нагрузка и она
будет препятствовать вращению солнечной шестерни при скорости, отличной от угловой скорости дифференциала (рис. 12.5).
Для увеличения нагрузки на многодисковую муфту добавлены следующие детали:
1. Шайба тарельчатой дисковой пружины между корпусом дифференциала и дисками каждой муфты, для обеспечения начальной нагрузки на диски.
2. Заостренный кулачок между корпусом и осями сателлитов. Приводящее усилие, приложенное от корпуса к оси, вынуждает оси сателлитов сдвигать сателлиты к боковым шестерням. Если применяются четыре сателлита, две отдельных оси сателлитов, имеющих гибкое соединение в центре и противоположно направленные кулачки, вынуждают сателлиты действовать на одну из муфт, а две других направляют усилие в противоположном направлении.
Автомобильный механик должен помнить работу этого типа дифференциала. Когда только одно из ведущих колес оторвано от земли, привод, передаваемый к этому колесу от двигателя, может заставить автомобиль двигаться вперед.

  • < Полноприводные легковые автомобили
  • Главные передачи заднего моста >

3D пазл механический Ugears Дифференциал (70132)

Оплата

  • Оплата картами Visa и MasterCard
  • Оплата средствами
    «Є Підтримка»
  • Наложенный платеж
  • Оплата на карту Приват Банка
  • Безналичный расчет

3D механический пазл Ugears Дифференциал (70132)

Соберите своими руками и узнайте принцип работы автомобильного дифференциала.

В наборе есть QR-код к учебному пособию по механизму с историей его изобретения, описанием принципа его работы, основными характеристики, определениями, формулами и интересными заданиями

Окунитесь в дополненную реальность (AR) и посмотрите, как дифференциал используется в заднем мосту автомобиля, и взаимодействуйте с ним с помощью специального приложения Ugears AR

Узнайте, как устроен и как работает автомобильный Дифференциал

Дифференциал — это стилизованная учебная модель, интерактивное учебное пособие, предназначенное только для изучения основ и принципов работы его механизмов.

Дифференциал создан для того, чтобы ведущие колеса, расположенные на одной оси, могли вращаться с разным числом оборотов и проходить различные по величине отрезки пути в одинаковое время. Данный механизм позволяет автомобилю осуществлять повороты без пробуксовки колес, предотвращает скольжение колес, уменьшает износ шин и облегчает поворот автомобиля.

Собрав Дифференциал, Вы можете разблокировать его, зафиксировав рычаг блокировки в положении Вверх (UP). Вращая «ведущую-приводную» шестерню или колесо, приводим в движение оба колеса. Перемещая рычаг нагрузки вправо и влево, можно плавно регулировать блокировки колес (левого или правого, независимо друг от друга). Если опустить рычага блокировки вниз (положение Внизу «»Down»») оба колеса жестко сцеплены между собой. Они вращаются вместе (от приводной шестерни или от колеса) или блокируются одновременно (рычагом или колесом).

Кем и когда он был впервые создан

Автомобильный дифференциал изобрел французский инженер и механик Онесифор Пеккёр в 1825 году. В 30х годах 20 века немецкий конструктор Фердинанд Порше значительно усовершенствовал механизм.

Использование

Основное применение “дифференциалы” нашли как часть трансмиссии автомобилей. Их используют для улучшения управляемости и проходимости транспортного средства.

Механизм Дифференциала состоит из:
  • Ведущей шестерни
  • Рычага блокировки
  • Сателлитной шестерни
  • Блокировочной муфты
  • Колеса

Модель «Дифференциал» разработано как интерактивное учебное пособие.

Он легко собирается без клея и инструментов. Все, что нужно для сборки, изучения и взаимодействия с ним, Вы найдете в наборе:

  • Набор качественных деревянных пластин и комплектующих. Детали уже вырезаны, они просто выдавливаются из пластин и готовы к сборке
  • Детальная пошаговая цветная инструкция по сборке
  • QR-код к справочному учебному пособию о модели «Дифференциал» с историей его изобретения, описанием принципа его работы, основными характеристиками, определениями, формулами из физики, механики, с занимательными заданиями в формате pdf на разных языках. Также, полная интерактивная версия доступна в специальном разделе приложения Ugears AR STEM на Вашем смартфоне или планшете (загружается бесплатно)
  • Уникальный AR-опыт со собранной моделью «Дифференциал»: узнайте, где он используется в реальной жизни и протестируйте его работу в заднем мосту автомобиля

Дифференцируемость функции в точке; производная в точке, дифференциал. Геометрический и механический смысл.

Дифференцируемость функции в точке; производная в точке, дифференциал.  Геометрический и механический смысл.

 

Функция называется дифференцируемой в данной точке , если приращение этой функции в точкесоответствующее приращению аргумента , может быть представлено в виде   (1), где -некоторое число, не зависящее от , а -функция аргумента , являющаяся бесконечно малой при .

«Для себя» Заметим, что функция может принимать в точке какое угодно значение (при этом в этой точке остается справедливым представление (1)). Ради определенности можно положить .

Т.к. произведение 2-х бесконечно малых является бесконечно малой более высокого порядка, чем , т.е. , то формулу (1) можно переписать в виде .

 

Теорема. Для того, чтобы функция являлась дифференцируемой в данной точке , необходимо и достаточно, чтобы она имела в этой точке конечную производную.

Пусть задана функция и -некоторая точка из области определения.

Дадим переменной в точкеприращение в : . Тогда функция получит приращение .

Опр. Если существует конечный предел отношения приращения функциик приращениюпри стремлениик нулю, то называют производной функции в .         Производная функции в точке -это число.

Таблица производных.             Для себя

2. ;      3. ;     4. ;      5. ;     6. ; 7. ;                                                    8. ; 9. ; 10. ; 11. ; 12. ; 13. ; 14. ; 15. ; 16. ; 17. .

             Дифференциалом функции называется линейная относительно  часть приращения функции. Она обозначается как  или . Таким образом:     .Наряду с понятием дифференциала функции вводится понятие дифференциала аргумента. По определению дифференциал аргумента  есть  приращение аргумента:                                                                                                          Формулу для дифференциала функции можно записать в виде:      Отсюда получаем, что  

              Геометрический смысл дифференциала.           Дифференциал функции в точке  равен приращению ординаты касательной, проведенной к графику функции в этой точке, соответствующему приращению аргумента .

Правила дифференцирования; производные высших порядков.

 

.      Правила дифференцирования. Производные высших порядков.

Пусть дифференцируемы, . Тогда имеем:

1. ;     2. Если,то ;   3..                                 Эти утверждении следуют из определения производной.   4. :      5. .

Производная высших порядков.

Пусть задана функция и -произвольная точка. Будем считать, что функция в произвольной точке имеет производную.     Функция может иметь в точке производную; если такая производная существует, то ее называют второй производной или производной второго порядка от функции  и обозначают .      Таким образом, производная 2-го порядка – это производная от производной.

Например.    , .

Если существует производная от производной 2-го порядка, то ее называют производной 3-го порядка и обозначают: .

Продолжая, аналогично определяют производную п-го порядка.     Производной п-го порядка от функции в точке называют производную от производной порядка. Обозначают: . ,

 

Дифференциал функции: основные понятия и определения

Пусть функция в точке имеет отличную от нуля производную

   

Тогда в некоторой окрестности этой точки отношение

   

где при Тому приращение функции можно представить в виде:

   

При этом величина является бесконечно малой более высокого порядка, чем и бесконечно малая поэтому величину называют главной частью приращения функции .

Замечание. Дифференциал называют также дифференциалом первого порядка.

Найдем дифференциал независимой переменной то есть дифференциал функции Так как получаем, что

   

то

   

То есть дифференциал независимой переменной равен ее приращению:

   

Тогда формула для дифференциала перепишется в виде:

   

Таким образом, дифференциал функции равен произведению производной указанной функции на дифференциал независимой переменной.

Геометрический и механический смыслы дифференциала функции

Геометрически дифференциал функции в точке равен приращению ординаты касательной к графику функции в рассматриваемой точке, когда переменная получает приращение .

Механический смысл дифференциала. Пусть материальная точка двигается по закону Дифференциал функции равен:

   

Для фиксированных значений и – это тот путь, который бы прошла материальная точка за время в случае, если она будет двигаться равномерно и прямолинейно с постоянною скоростью

Стоит отметить, что фактический путь в случае неравномерного движения материальной точки, в отличии от дифференциала не является линейной функцией времени а поэтому отличается от пути Но все же, если время является достаточно малым, то скорость движения существенно не изменяется и поэтому движение точки на промежутке времени от до есть практически равномерным.

Основные формулы дифференциала

Основные формулы, которые связаны с дифференциалами, можно получить, используя связь между дифференциалом функции и ее производной, то есть тот факт, что а также соответствующие формулы для производных.

Рассмотрим две дифференцируемые функции и Тогда имеют место следующие равенства:

Самоблокирующиеся дифференциалы автомобилей.


Самоблокирующиеся дифференциалы




Один из главных недостатков конических дифференциалов – ухудшение проходимости автомобиля из-за вероятности пробуксовки ведущих колес, когда левое и правое колеса перемещаются по участкам дорожного покрытия с разными сцепными свойствами. Принудительная жесткая блокировка дифференциала, применяемая в конструкции многих автомобилей, не лишена недостатков, которые подробнее описаны здесь, поэтому в конструкции трансмиссии современных автомобилей, предназначенных для движения по неблагоприятным дорогам, часто используют дифференциалы, автоматически распределяющие крутящий момент между полуосями ведущего моста в зависимости от дорожных условий.
Такие дифференциалы называют самоблокирующимися.

Самоблокирующиеся дифференциалы позволяют частично устранить пробуксовку при разных коэффициентах сцепления колес автомобиля, повышают проходимость автомобиля и его управляемость при движении по плохим дорогам, улучшают динамику разгона автомобиля на дорогах с любым покрытием, не требуют дополнительных усилий от водителя (название «самоблокирующийся» говорит само за себя) и взаимозаменяемы со стандартными дифференциалами.
Полной блокировки колес в таких дифференциалах не наступает, поэтому нагрузки на полуоси не столь критичные, как у дифференциалов с принудительной блокировкой.
Самоблокирующиеся дифференциалы автоматически снимают блокировку полуосей при сбросе газа при прямолинейном движении, когда выравниваются скорости полуосей.
Самоблокирующиеся дифференциалы не лишены и недостатков, среди которых можно отметить основные: ухудшается управляемость автомобиля (особенно если блокировка включена на переднем мосту), увеличиваются нагрузки на узлы и агрегаты трансмиссии (особенно на коробку передач, карданную передачу и полуоси).

Ниже описаны наиболее распространенные типы самоблокирующихся дифференциалов, применяемые в конструкции современных автомобилей.

***

Фрикционный дисковый дифференциал

Фрицкионный (дисковый) самоблокирующийся дифференциал включает пакет фрикционных дисков (фрикционную муфту), установленный между корпусом дифференциала и полуосевой шестерней. При прямолинейном движении автомобиля корпус дифференциала вращается синхронно с обеими полуосями, но как только возникает разница в скоростях вращения корпуса и одной из полуосей, на отстающее колесо подается дополнительный момент благодаря наличию трения в пакете дисков.
Другими словами, когда дифференциал пытается передать одной полуоси чрезмерный крутящий момент (колесо попало на лед и сопротивление кручению очень мало), сила трения между дисками препятствует возникновению большой разницы. Разумеется, если величина момента превысит силу трения в дисках, вращение все равно перераспределится на ось, которая вращается с меньшим сопротивлением.
Недостатком такого дифференциала является усиленный износ дисков и необходимость использовать специальные смазочные материалы, иначе диски быстрее засаливаются и блокировка перестает работать.

***

Вязкостная муфта

Вязкостная муфта (вискомуфта) состоит из набора близко расположенных друг к другу перфорированных дисков, одна половина которых соединяется с помощью выступов с внутренней ступицей муфты, а вторая наружными выступами с корпусом.
Между дисками находится силиконовая (кремнийорганическая) жидкость высокой вязкости. Валы муфты могут свободно вращаться с небольшой разницей в угловых скоростях, но, если разница в скоростях увеличивается, жидкость внутри муфты густеет, начинает действовать как твердое тело и предотвращает чрезмерное проскальзывание дисков. Возникающий блокирующий момент обусловлен свойствами вязкой жидкости. Если в качестве дифференциала использовать такую муфту, она будет перераспределять крутящий момент так, что большая его часть будет поступать на колеса, вращающиеся с меньшей скоростью.

К недостаткам вязкостной муфты следует отнести инертность ее блокировки — муфта срабатывает с запаздыванием. Неизбежный нагрев жидкости в муфте, который происходит при проскальзывании дисков, приводит к изменению ее характеристик. Существенным недостатком таких устройств является их влияние на процесс торможения, поскольку при резком торможении может произойти одновременное блокирование всех колес автомобиля.
При использовании вязкостных муфт в трансмиссиях автомобилей с антиблокировочными тормозными системами приходится применять дополнительные устройства для разблокирования муфт при торможении.

***



Гидророторный самоблокирующийся дифференциал

Гидророторный (героторный) самоблокирующийся дифференциал (Gerodisk или Hydra-lock) — конструктивно и принципиально похож на фрикционный самоблокирующийся дифференциал, только между шестерней полуоси и корпусом дифференциала имеется, помимо фрикциона, масляный насос с поршнем.
При возникновении разницы угловых скоростей полуоси и корпуса, поршень нагнетает масло и сжимает фрикцион, который, в свою очередь, блокирует шестерню полуоси с чашкой дифференциала, перераспределяя крутящий момент на отстающую полуось за счет возникшей силы трения.

***

Зубчатый (шестеренный) самоблокирующийся дифференциал

Такие дифференциалы еще называют червячными или винтовыми. Работа зубчатого самоблокирующиеся дифференциала основана на свойстве червячной пары расклиниваться и блокировать полуоси при определенном соотношении крутящих моментов. Дифференциал блокируется из-за разности крутящих моментов на полуосях.
Винтовой дифференциал Torsen (англ. «TORque SENsing» — чувствующий крутящий момент) представляет собой механический самоблокирующийся дифференциал, в котором используется сложный набор червячных шестерен.

Набор шестерен внутри дифференциала состоит из ведомых (полуосевых) червячных колес и ведущих (сателлитов) червячных шестерен. Основной особенностью такой конструкции является то, что червячные шестерни могут приводить во вращение другие шестерни, но сами не могут приводиться во вращение. Такая особенность приводит к появлению некоторой степени блокирования дифференциала.
При низких значениях входного крутящего момента шестерни дифференциала вращаются свободно и его действие напоминает работу обычного симметричного дифференциала. Когда входной крутящий момент увеличивается, набор червячных шестерен нагружается и в определенный момент два выходных вала блокируются, т. е. как только одно из колес теряет тягу, разница в крутящем моменте колес приводит к заклиниванию шестерен и частичной блокировке дифференциала.

Форма и размер зубчатых колес в этом дифференциале определяет коэффициент передачи крутящего момента. Например, если дифференциал конструкции Torsen сконструирован с передаточным числом 5:1, то он способен дифференцировать крутящий момент между колесами до 5-кратной величины.
Дифференциал конструкции типа Quaife отличается тем, что оси сателлитов параллельны полуосям автомобиля. Сателлиты расположены в специальных нишах чашки дифференциала. При этом парные сателлиты имеют не прямозубое зацепление, а образуют еще одну червячную пару, которая, расклиниваясь, так же участвует в процессе блокировки. Аналогичную конструкцию имеет дифференциал конструкции типа Eaton TrueTrac Differential.

***

Кулачковый самоблокирующийся дифференциал

Кулачковый самоблокирующийся дифференциал, срабатывает при разности угловых скоростей вращения полуосей.
Принцип работы кулачковых блокировок достаточно прост. Вместо классического шестеренчатого планетарного механизма используются кулачковые или зубчатые пары, которые при небольшой разнице в угловых скоростях полуосей имеют возможность взаимно проворачиваться (перескакивать), а при пробуксовке резко заклиниваются и полностью блокируют полуоси друг с другом.

Для этих блокировок характерны шумы и щелчки в редукторе, вызванные перескакивание механизма разблокировки дифференциала. Поэтому такая блокировка раньше в основном применялась применяется только в военной и специальной технике, где нужно большое тяговое усилие и долговечность в ущерб управляемости и комфорту.
В ведущих мостах современных автомобилей повышенной проходимости наиболее распространена конструкция кулачкового дифференциала типа Detroit Soft Locker со специальным демпфирующим устройством на каждой полуоси, частично поглощающим шумы, характерные для работы этой блокировки.
На отдельной странице приведено подробное описание кулачкового дифференциала повышенного трения, применяемого в конструкции автомобиля ГАЗ-66-11.

***

Межосевые дифференциалы


Главная страница


Дистанционное образование

Специальности

Учебные дисциплины

Олимпиады и тесты

Дифференциал (механическое устройство)

Другие значения см. в разделе Дифференциал.

Вид в разрезе главной автомобильной передачи с дифференциалом. Входной крутящий момент подается на зубчатый венец (синий), который вращает все водило (синий). Водило соединено с обеими полуосевыми шестернями (красная и желтая) только через планетарную шестерню (зеленую) (несмотря на внешний вид на схеме). Крутящий момент передается на боковые шестерни через планетарную передачу. Планетарная передача вращается вокруг оси водила, приводя в движение боковые шестерни.Если сопротивление обоих колес одинаково, планетарная передача вращается, не вращаясь вокруг своей оси, и оба колеса вращаются с одинаковой скоростью. Если левая шестерня (красная) встречает сопротивление, планетарная шестерня (зеленая) вращается так же, как и вращается, позволяя левой шестерне замедляться с равным ускорением правой шестерни (желтая).

Дифференциал — это устройство, обычно, но не обязательно, использующее зубчатые передачи, способное передавать крутящий момент и вращение через три вала, почти всегда используемое одним из двух способов: в одном случае оно получает один вход и обеспечивает два выхода— это встречается в большинстве автомобилей — и, с другой стороны, он объединяет два входа для создания выхода, который представляет собой сумму, разность или среднее значение входов.

В автомобилях и других колесных транспортных средствах дифференциал позволяет каждому из ведущих опорных колес вращаться с разной скоростью.

Назначение

Колеса автомобиля вращаются с разной скоростью, в основном при поворотах. Дифференциал предназначен для привода пары колес, позволяя им вращаться с разной скоростью. В транспортных средствах без дифференциала, таких как карты, оба ведущих колеса вынуждены вращаться с одинаковой скоростью, обычно на общей оси, приводимой в движение простым механизмом цепного привода. При прохождении поворотов внутреннему колесу необходимо пройти меньшее расстояние, чем внешнему колесу, поэтому при отсутствии дифференциала результатом является пробуксовка внутреннего колеса и/или волочение внешнего колеса, что приводит к сложному и непредсказуемому управлению, повреждению шин и дороги и нагрузку (или возможный выход из строя) всей трансмиссии.

История

Есть много заявлений об изобретении дифференциала, но возможно, что он был известен, по крайней мере, в некоторых местах, в древние времена.Некоторые исторические вехи дифференциала включают:

  • 1050 г. до н.э. – 771 г. до н.э.: Книга песен (которая сама была написана между 502 и 557 гг. н.э.) утверждает, что Колесница, указывающая на юг, которая, возможно, использовала дифференциальную передачу, была изобретена во времена династии Западная Чжоу в Китай.
  • 150–100 гг. до н.э.: гипотетическое использование, теперь опровергнутое, в греческом антикитерском механизме
  • 30 г. до н.э. — 20 г. до н.э.: Системы дифференциала, возможно, используемые в Китае
  • 227–239 гг. н.э.: Несмотря на сомнения коллег-министров при дворе, Ма Цзюнь из Королевства Вэй в Китае изобретает первую исторически поддающуюся проверке колесницу, указывающую на юг, которая указывала основные направления как немагнитный механизированный компас.В некоторых таких колесницах могли использоваться дифференциалы.
  • 658, 666 год нашей эры: два китайских буддийских монаха и инженера создают колесницы, направленные на юг, для императора Японии Тэндзи.
  • 1027, 1107 г. н.э.: Задокументированные китайские репродукции колесницы, указывающей на юг, созданные Яном Су, а затем У Дэрэном, в которых подробно описаны механические функции и передаточные числа устройства, чем в более ранних китайских записях. Дополнительную информацию см. В статье о колеснице, указывающей на юг.
  • 17:20: Джозеф Уильямсон использует дифференциал в часах.
  • 1810: Рудольф Аккерман из Германии изобретает четырехколесную систему рулевого управления для вагонов, которую некоторые более поздние авторы ошибочно называют дифференциалом.
  • 1827: современный автомобильный дифференциал, запатентованный часовщиком Онесифором Пеккером (1792–1852) из ​​ Conservatoire des Arts et Métiers во Франции для использования на паровой тележке. (Источники: Britannica Online и [1] )
  • 1832: Ричард Робертс из Англии патентует «компенсационную шестерню», дифференциал для дорожных локомотивов.
  • 1876: Джеймс Старли из Ковентри изобретает дифференциал с цепным приводом для использования на велосипедах; изобретение, позже использованное Карлом Бенцем в автомобилях.
  • 1897: первое использование дифференциала на австралийском паровом автомобиле Дэвидом Ширером.
  • 1913: Packard представляет дифференциал со спиральной шестерней, снижающий шум шестерен.
  • 1926: Packard представляет гипоидный дифференциал, который позволяет опустить карданный вал и его выступ в салоне автомобиля.
  • 1958: Вернон Глисман патентует дифференциал двойного привода Torsen, тип дифференциала повышенного трения, который основан исключительно на действии зубчатой ​​передачи, а не на комбинации муфт и шестерен.

Примечание. Антикиферский механизм (150–100 гг. до н. э.), обнаруженный на затонувшем древнем корабле недалеко от греческого острова Антикифера, когда-то предполагалось использовать дифференциальную передачу. С тех пор это было опровергнуто. Другие возможные варианты использования дифференциалов до часов Джозефа Уильямсона 1720 года являются гипотетическими.

Функциональное описание

Следующее описание дифференциала применимо к «традиционным» заднеприводным легковым или грузовым автомобилям с «открытым» дифференциалом или дифференциалом повышенного трения в сочетании с понижающей передачей:

Крутящий момент передается от двигателя через трансмиссию на приводной вал (британский термин: «карданный вал», обычно и неофициально сокращенно «карданный вал»), который проходит к блоку главной передачи, содержащему дифференциал.Спиральная коническая шестерня приводится в движение с конца карданного вала и заключена в корпус узла конечной передачи. Это зацепление с большим спиральным коническим зубчатым колесом , известным как коронное колесо. Ведомое колесо и шестерня могут зацепляться в гипоидной ориентации, что не показано. Шестерня венца прикреплена к водилу дифференциала или клетке, которая содержит «солнечное» и «планетарное» колеса или шестерни, которые представляют собой группу из четырех противоположных конических шестерен в перпендикулярной плоскости, поэтому каждая коническая шестерня входит в зацепление с двумя соседними. , и вращается против третьего, с которым он сталкивается и не пересекается.Две солнечные шестерни выровнены по той же оси, что и коронная шестерня, и приводят в движение полуоси оси, соединенные с ведущими колесами автомобиля. Две другие планетарные шестерни выровнены по перпендикулярной оси, которая меняет ориентацию при вращении зубчатого венца. На двух приведенных выше рисунках показана только одна планетарная шестерня (зеленая), однако в большинстве автомобильных приложений используются две противоположные планетарные шестерни. В других конструкциях дифференциалов используется разное количество планетарных шестерен в зависимости от требований к долговечности.Когда водило дифференциала вращается, изменяющаяся ориентация оси планетарных шестерен передает движение зубчатого венца движению солнечных шестерен, нажимая на них, а не вращаясь против них (то есть одни и те же зубья остаются в том же зацеплении или контактное положение), но поскольку планетарные шестерни не ограничены в вращении друг против друга, внутри этого движения, солнечные шестерни могут вращаться в противоположных направлениях относительно зубчатого венца и друг к другу под действием одной и той же силы (в этом случае одинаковая зубы не соприкасаются).

Таким образом, например, если автомобиль поворачивает направо, главная коронная шестерня может сделать 10 полных оборотов. За это время левое колесо совершит больше оборотов, потому что ему нужно проехать дальше, а правое колесо совершит меньше оборотов, поскольку ему нужно проехать меньшее расстояние. Солнечные шестерни (которые приводят в движение полуоси оси) будут вращаться в противоположных направлениях относительно зубчатого венца, скажем, на 2 полных оборота каждая (4 полных оборота относительно друг друга), в результате чего левое колесо сделает 12 оборотов, а правое колесо делает 8 оборотов.

Обороты шестерни венца всегда являются средними оборотами боковых солнечных шестерен. Вот почему, если ведомые опорные катки приподнять над землей при выключенном двигателе и удерживать приводной вал (скажем, оставив трансмиссию «включенной», предотвращая вращение зубчатого венца внутри дифференциала), вручную вращая одно ведомое опорное колесо заставляет противоположное опорное колесо вращаться в противоположном направлении на ту же величину.

Когда транспортное средство движется по прямой линии, не будет дифференциального движения планетарной системы шестерен, кроме незначительных движений, необходимых для компенсации небольших различий в диаметре колес, неровностей дороги (которые делают более длинным или коротким колесный путь) и т. д.

Потеря тяги

Одним из нежелательных побочных эффектов обычного дифференциала является то, что он может ограничивать тягу в далеко не идеальных условиях. Величина тяги, необходимая для движения транспортного средства в любой данный момент, зависит от нагрузки в этот момент — насколько тяжелое транспортное средство, насколько велико сопротивление и трение, уклон дороги, импульс транспортного средства и так далее.

Крутящий момент, приложенный к каждому ведущему колесу, является результатом того, что двигатель, трансмиссия и ведущие мосты прикладывают крутящую силу к сопротивлению тяги на этом опорном колесе.На более низких передачах и, следовательно, на более низких скоростях, и если только нагрузка не является исключительно высокой, трансмиссия может обеспечить столько крутящего момента, сколько необходимо, поэтому ограничивающим фактором становится тяговое усилие под каждым колесом. Поэтому удобно определить сцепление как величину крутящего момента, который может быть создан между шиной и поверхностью дороги до того, как колесо начнет проскальзывать. Если крутящий момент, приложенный к ведущим колесам, не превышает порога тяги, автомобиль будет двигаться в нужном направлении; если нет, то одно или несколько колес просто будут крутиться.

Обычный «открытый» (неблокируемый или иным образом усиленный тяговым усилием) дифференциал всегда обеспечивает почти равный (из-за внутреннего трения) крутящий момент на каждую сторону. [2] Чтобы проиллюстрировать, как это может ограничить крутящий момент, прикладываемый к ведущим колесам, представьте себе простой заднеприводный автомобиль с одним задним опорным колесом на асфальте с хорошим сцеплением, а другим — на участке скользкого льда. Для вращения борта на скользком льду требуется очень небольшой крутящий момент, а поскольку дифференциал распределяет крутящий момент поровну на каждую сторону, крутящий момент, прикладываемый к стороне, находящейся на асфальте, ограничен этой величиной. [3] [4]

В зависимости от нагрузки, уклона и т. д. транспортному средству требуется определенный крутящий момент, прилагаемый к ведущим колесам для движения вперед. Поскольку открытый дифференциал ограничивает общий крутящий момент, прикладываемый к обоим ведущим колесам, величиной, используемой нижним ведущим колесом, умноженной на коэффициент 2, когда одно колесо находится на скользкой поверхности, общий крутящий момент, прикладываемый к ведущим колесам, может быть меньше, чем минимальный крутящий момент, необходимый для движения автомобиля. [2]

Предлагаемый способ распределения мощности на колеса заключается в использовании концепции безредукторного дифференциала , обзор которого был опубликован Проватидисом, [5] , но различные конфигурации, по-видимому, соответствуют либо «скользящему штифты и кулачки», такие как ZF B-70, доступный для ранних VW, или являются разновидностью шарового дифференциала.

Многие новые автомобили оснащены системой контроля тяги, которая частично смягчает плохие тяговые характеристики открытого дифференциала за счет использования антиблокировочной тормозной системы для ограничения или прекращения проскальзывания колеса с низким сцеплением, увеличивая крутящий момент, который может быть приложен к обоим колесам. Хотя он не так эффективен при движении автомобиля в условиях плохой тяги, как дифференциал с усилением тяги, он лучше, чем простой механический открытый дифференциал без электронного усиления тяги.

Устройства, помогающие тяге

ARB, Дифференциал с воздушной блокировкой

Существуют различные устройства для увеличения полезной тяги автомобилей с дифференциалами.

  • Одним из решений является система Positive Traction (Posi), наиболее известным из которых является сцепление. В этом дифференциале боковые шестерни соединены с водилом через многодисковую муфту, которая позволяет передавать дополнительный крутящий момент на колесо с более высоким сопротивлением, чем на другое ведущее опорное колесо, когда на этом другом колесе достигается предел трения.Ниже предела трения больший крутящий момент передается более медленному (внутреннему) колесу.
  • Дифференциал повышенного трения (LSD) или антипробуксовочная система — это еще один тип устройства, способствующего тяге, в котором используется механическая система, которая активируется под действием центробежной силы для надежной блокировки левой и правой крестовин вместе, когда одно колесо вращается на определенную величину быстрее, чем другой. Этот тип ведет себя как открытый дифференциал, если только одно колесо не начинает пробуксовывать и не превышает этот порог. В то время как блоки позиционирования могут иметь различную силу, некоторые из них имеют достаточно высокое трение, чтобы заставить внутреннюю шину пробуксовывать или внешнюю шину тянуть в поворотах, как дифференциал с катушкой, LSD будет оставаться открытым, пока не будет приложен достаточный крутящий момент, чтобы заставить одно колесо пробуксовывать. потерять тягу и закрутиться, и в этот момент он включится.LSD может использовать муфты, такие как позиция, при включении, или также может быть прочным механическим соединением, таким как замок или катушка. Это называется ограниченным проскальзыванием, потому что оно делает именно это; он ограничивает величину, на которую одно колесо может «скользить» (вращаться).
  • Дифференциал с блокировкой, такой как дифференциал, использующий дифференциальные передачи при нормальной эксплуатации, но использующий механическую систему с пневматическим или электрическим управлением, которая при блокировке не допускает разницы в скорости между двумя колесами на оси. В них используется механизм, позволяющий блокировать оси друг относительно друга, заставляя оба колеса вращаться с одинаковой скоростью независимо от того, какое из них имеет большее сцепление; это эквивалентно эффективному полному обходу дифференциальных передач.В других системах блокировки могут даже не использоваться дифференциалы, а вместо этого приводиться в движение одно колесо или оба, в зависимости от значения крутящего момента и направления. Автоматические механические блокираторы действительно допускают некоторую дифференциацию при определенных условиях нагрузки, в то время как выбираемый блокиратор обычно соединяет обе оси с помощью прочного механического соединения, такого как катушка, при включении.
  • Дифференциал с автоматическим переключением крутящего момента (ATB) с высоким коэффициентом трения, такой как дифференциал Torsen, в котором трение происходит между зубьями шестерни, а не в дополнительных муфтах.Это прикладывает больший крутящий момент к ведущему опорному колесу с самым высоким сопротивлением (сцеплению или тяге), чем к другому ведущему опорному колесу, когда на этом другом колесе достигается предел трения. При испытании с колесами, оторванными от земли, если одно колесо вращается с удерживаемым корпусом дифференциала, другое колесо по-прежнему будет вращаться в направлении, противоположном направлению открытого дифференциала, но с некоторыми потерями на трение, и крутящий момент будет распределяться по другим чем 50/50. Хотя он позиционируется как «чувствительный к крутящему моменту», он работает так же, как дифференциал повышенного трения.3D-анимация дифференциала Torsen
  • Дифференциал с очень высоким коэффициентом трения, такой как тип ZF со скользящими штифтами и кулачками, так что происходит блокировка из-за очень высокого внутреннего трения. При испытании с колесами, оторванными от земли, с крутящим моментом, приложенным к одному колесу, оно заблокируется, но дифференциальное действие все еще возможно при эксплуатации, хотя и со значительными потерями на трение, и с дорожными нагрузками на каждое колесо в противоположных направлениях. чем то же самое (действующее с действием «блокировка и освобождение», а не с распределенным крутящим моментом).
  • Электронные системы контроля тяги обычно используют датчики скорости опорного колеса антиблокировочной тормозной системы (ABS) для обнаружения вращающегося опорного колеса и торможения этого колеса. Это постепенно увеличивает реактивный крутящий момент на этом опорном колесе, а дифференциал компенсирует это, передавая больший крутящий момент через другое опорное колесо — то, которое имеет лучшее сцепление с дорогой. В автомобилях Volkswagen Group эта конкретная функция называется «Электронная блокировка дифференциала» (EDL).
  • Катушка — это именно то, на что это похоже.Он может заменить шестерни крестовины в корпусе дифференциала или весь корпус. Катушка блокирует обе полуоси вместе на 100% для максимального сцепления. Обычно это используется только в дрэг-рейсинге, когда транспортное средство должно двигаться по прямой с приложением огромного крутящего момента к обоим колесам.
  • В полноприводных автомобилях вискомуфта может полностью заменить межосевой дифференциал или использоваться для ограничения проскальзывания в обычном «открытом» дифференциале. Он работает по принципу, позволяющему двум выходным валам вращаться в противоположных направлениях относительно друг друга с помощью системы пластин с прорезями, которые работают в вязкой жидкости, часто силиконовой. Жидкость допускает медленные относительные движения валов, например, при прохождении поворотов, но будет сильно сопротивляться высокоскоростным движениям, например, вызванным вращением одного колеса. Эта система похожа на самоблокирующийся дифференциал.

Автомобиль с полным приводом (4WD) должен иметь как минимум два дифференциала (по одному на каждую ось для каждой пары ведущих опорных катков) и, возможно, межосевой дифференциал для распределения крутящего момента между передней и задней осями.В некоторых случаях (например, Lancia Delta Integrale, Porsche 964 Carrera 4 1989 г. [6] ) межосевой дифференциал представляет собой планетарный дифференциал (см. Ниже) для асимметричного распределения крутящего момента, но с фиксированной скоростью между передней и задней осью. В других методах используется межосевой дифференциал с автоматическим смещением крутящего момента (ATB), такой как Torsen, который Audi использует в своих автомобилях quattro (с продольными двигателями).

Полноприводные автомобили без межосевого дифференциала не должны двигаться по сухим дорогам с твердым покрытием в режиме полного привода, так как небольшая разница в скорости вращения между передними и задними колесами вызывает передачу крутящего момента на трансмиссию.Это явление известно как «накручивание» и может привести к значительному повреждению трансмиссии или трансмиссии. На рыхлых поверхностях эти различия поглощаются проскальзыванием шин по дорожному полотну.

Раздаточная коробка может также включать межосевой дифференциал, позволяющий приводным валам вращаться с разной скоростью. Это позволяет полноприводному автомобилю двигаться по дорогам с твердым покрытием, не испытывая «накручивания».

Планетарный дифференциал

Планетарная передача используется здесь для асимметричного распределения крутящего момента. Входной вал — зеленый полый, желтый — низкий крутящий момент, а розовый — высокий крутящий момент. Сила, прикладываемая к желтой и розовой шестерням, одинакова, но поскольку плечо розовой шестерни в 2–3 раза больше, крутящий момент будет в 2–3 раза выше.

В планетарном дифференциале используется планетарная передача для асимметричного разделения и распределения крутящего момента между передней и задней осями. Планетарный дифференциал лежит в основе автомобильной трансмиссии Toyota Prius, где он соединяет двигатель, мотор-генераторы и ведущие колеса (которые, как обычно, имеют второй дифференциал для распределения крутящего момента).Его преимущество заключается в том, что он относительно компактен по длине своей оси (то есть вала солнечной шестерни).

Планетарные шестерни также называют планетарными, потому что оси планетарных шестерен вращаются вокруг общей оси солнечной и кольцевой шестерен, с которыми они зацепляются и катятся между собой. На изображении желтый вал несет солнечную шестерню, которая почти скрыта. Синие шестерни называются планетарными шестернями, а розовая шестерня — кольцевой шестерней.

Цилиндрический дифференциал

Это еще один тип дифференциала, который использовался в некоторых ранних автомобилях, совсем недавно в Oldsmobile Toronado, а также в других неавтомобильных устройствах.Он состоит только из прямозубых шестерен.

Цилиндрический дифференциал имеет две цилиндрические шестерни одинакового размера, по одной на каждую полуось, с промежутком между ними. Вместо конической шестерни, также известной как угловая шестерня, в сборе («паук») в центре дифференциала имеется вращающееся водило на той же оси, что и два вала. Крутящий момент от первичного двигателя или трансмиссии, такой как приводной вал автомобиля, вращает это водило.

В этом водиле установлены одна или несколько пар одинаковых шестерен, длина которых обычно превышает их диаметр, и обычно меньше, чем прямозубые шестерни на отдельных полуосях.Каждая пара шестерен свободно вращается на штифтах, поддерживаемых водилом. Кроме того, пары шестерен смещены в осевом направлении, так что они входят в зацепление только на части своей длины между двумя прямозубыми шестернями и вращаются в противоположных направлениях. Оставшаяся длина данной шестерни зацепляется с ближайшей цилиндрической шестерней на ее оси. Таким образом, каждая шестерня соединяет эту прямозубую шестерню с другой шестерней и, в свою очередь, с другой цилиндрической шестерней, так что, когда приводной вал вращает водило, его взаимосвязь с шестернями для отдельных колесных осей такая же, как и в конической шестерне. -зубчатый дифференциал.

Неавтомобильные приложения

Когда-то считалось, что самым старым из известных примеров дифференциала является антикитерский механизм. Предполагалось, что такой поезд будет использоваться для получения разницы между двумя входными данными, один вход связан с положением солнца на зодиаке, а другой вход связан с положением луны на зодиаке; выход дифференциала давал величину, связанную с фазой луны. В настоящее время доказано, что предположение о существовании дифференциальной передачи было неверным. [7] [ оригинальное исследование? ]

Китайские колесницы, указывающие на юг, также могли быть очень ранним применением дифференциалов. У колесницы был указатель, который постоянно указывал на юг, независимо от того, как колесница поворачивала во время движения. Поэтому его можно было использовать в качестве компаса. Широко распространено мнение, что дифференциальный механизм реагировал на любую разницу между скоростями вращения двух колес колесницы и соответствующим образом поворачивал стрелку.Однако в этом есть значительная неопределенность.

Самое раннее точно подтвержденное использование дифференциала было в часах, сделанных Джозефом Уильямсоном в 1720 году. Дифференциал использовался для добавления уравнения времени к местному среднему времени, определяемому часовым механизмом, для получения солнечного времени, которое имело бы был таким же, как чтение солнечных часов. В 18 веке считалось, что солнечные часы показывают «правильное» время, поэтому обычные часы часто приходилось перенастраивать, даже если они работали идеально, из-за сезонных изменений в уравнении времени.Часы Уильямсона показывали время по солнечным часам, не нуждаясь в регулировке. В настоящее время мы считаем часы «правильными», а солнечные часы обычно неверными, поэтому многие солнечные часы содержат инструкции о том, как использовать их показания для получения времени на часах.

В первой половине двадцатого века были сконструированы механические аналоговые компьютеры, называемые дифференциальными анализаторами, в которых для сложения и вычитания использовались дифференциальные зубчатые передачи. Компьютер управления огнем пушки Mk.1 ВМС США использовал около 160 дифференциалов конического типа.

Дифференциальная зубчатая передача может использоваться для обеспечения разницы между двумя входными осями. Мельницы часто использовали такие шестерни для приложения крутящего момента на необходимой оси. Дифференциалы также используются в часовом деле для связи двух отдельных систем регулирования с целью усреднения погрешностей. Greubel Forsey использует дифференциал для соединения двух систем с двойным турбийоном в своих часах Quadruple Differential Tourbillon.

Активные дифференциалы

Относительно новой технологией является «активный дифференциал» с электронным управлением.Электронный блок управления (ECU) использует входные данные от нескольких датчиков, включая скорость рыскания, угол поворота рулевого колеса и поперечное ускорение, и регулирует распределение крутящего момента, чтобы компенсировать нежелательное поведение при управлении, например недостаточную поворачиваемость. Раньше активные дифференциалы играли большую роль в чемпионате мира по ралли, но в сезоне 2006 года FIA ограничила использование активных дифференциалов только теми гонщиками, которые не участвовали в чемпионате мира по ралли в течение последних пяти лет.

Полностью интегрированные активные дифференциалы используются на Ferrari F430, Mitsubishi Lancer Evolution и на задних колесах Acura RL. Версия, изготовленная ZF, также предлагается на новейших Audi S4 и Audi A4. [8]

Второе ограничение дифференциала пассивное — оно приводится в действие кинематической цепью трения по грунту. Разница в крутящем моменте опорных катков и шин (вызванная поворотами или неровной поверхностью) приводит в действие вторую степень свободы (преодоление крутящего момента внутреннего трения), чтобы уравнять крутящий момент на шинах. Чувствительность дифференциала зависит от внутреннего трения по второй степени свободы.Все дифференциалы (так называемые «активные» и «пассивные») используют муфты и тормоза для ограничения второй степени свободы, поэтому все имеют один и тот же недостаток — пониженную чувствительность к динамически изменяющейся среде. Чувствительность управляемого ЭБУ дифференциала также ограничена временной задержкой, вызванной датчиками, и временем отклика исполнительных механизмов.

Автомобили без дифференциала

Хотя в подавляющем большинстве автомобилей в развитых странах используются дифференциалы, есть и такие, в которых они отсутствуют. Существует несколько различных типов:

  • Транспортные средства с одним ведущим колесом. Помимо мотоциклов, которые обычно не относятся к автомобилям, в эту группу входит большинство трехколесных автомобилей. Они были довольно распространены в Европе в середине 20-го века, но теперь стали там редкостью. Они все еще распространены в некоторых регионах развивающегося мира, таких как Индия. Некоторые ранние четырехколесные автомобили также имели только одно ведущее колесо, чтобы избежать необходимости в дифференциале. Однако такое расположение привело к множеству проблем.Система была разбалансирована, ведущее колесо легко прокручивалось и т. д. Из-за этих проблем таких машин было выпущено немного.
  • Автомобили с двумя муфтами свободного хода. Механизм свободного хода, используемый, например, на педальном велосипеде, позволяет опорному колесу вращаться быстрее, чем механизм, который его приводит в движение, позволяя велосипедисту перестать крутить педали при спуске. В некоторых ранних автомобилях двигатель приводил в движение две муфты свободного хода, по одной на каждое ведущее опорное колесо. Когда автомобиль поворачивал, двигатель продолжал вращать колесо внутри кривой, но колесо снаружи могло вращаться быстрее за счет свободного хода.Таким образом, при повороте машина имела только одно ведущее колесо.
  • Автомобили с бесступенчатой ​​трансмиссией, такие как DAF Daffodil. Daffodil и другие подобные автомобили, которые производились до 1970-х годов голландской компанией DAF, имели тип трансмиссии, в котором использовалось расположение ремней и шкивов для обеспечения бесконечного числа передаточных чисел. Двигатель приводил в движение две отдельные трансмиссии, которые приводили в движение два ведущих колеса. Когда автомобиль поворачивал, два колеса могли вращаться с разной скоростью, заставляя две трансмиссии переключаться на разные передаточные числа, таким образом, функционально заменяя дифференциал.Медленнее движущееся колесо получало больший крутящий момент, чем более быстрое, поэтому система имела характеристики ограниченного проскальзывания. Дублирование также обеспечило избыточность. В случае обрыва одного ремня транспортным средством можно было продолжать движение.
  • Транспортные средства с отдельными двигателями для ведущих колес. Электромобили могут иметь отдельный двигатель для каждого ведущего колеса, что устраняет необходимость в трансмиссии и дифференциале. Гибридные автомобили, в которых главная передача электрическая, могут быть сконфигурированы аналогичным образом.

См. также

Каталожные номера

Внешние ссылки

(PDF) Механическая дифференциальная математическая модель

91

СООБЩЕНИЯ 3/2015 ●

ОБЗОР

Ссылки

[1] ДРОЗДЗИЛ П., КОМСТА, Х., Анализ затрат на ремонт, Unit.KRZYWON в зависимости от пробега транспортных средств в

выбранной транспортной компании. Транспортные проблемы, т. 1, с. 9, № 4, 2014. С. 73-81.

[2] ХАНДРИК, М., ВАСКО, М., КОПАС, П., САГА, М.: Эффективное решение методом конечных элементов и постобработка для широкой нагрузки

Spectrum. Сообщения — Научные письма Жилинского университета, вып. 16, № 3А, 2014, стр. 19-26.

[3] САГА М., ВАСКО М., КОПАС П., ЯКУБОВИКОВА Л. Численный алгоритм определения остаточного напряжения балки.

Сообщения — Научные письма Жилинского университета, том. 16, № 3А, 2014, стр. 13-18.

[4] ДРОЗДЗИЛ П., КЖИВОНОС Л.: Оценка надежности первого суточного пуска дизеля при его

эксплуатации на транспортном средстве. Техническое обслуживание и надежность, 1(41), 2009 г., стр. 4-10, ISSN 1507-2711.

[5] ДРОЗДЗИЛ П., КОМСТА Х., КЖИВОНОС Л.: Стоимость ремонта и интенсивность использования транспортных средств. Транспортные проблемы, т. 1, с. 8, №

3, 2013, стр. 131-138.

[6] KOHAR, R., HRCEK, S.: Динамический анализ сепаратора подшипника качения с учетом упругих свойств сепаратора для осевых и радиальных нагрузок

.Сообщения — Научные письма Жилинского университета, вып. 16, № 3А, 2014, стр. 74-81.

[7] ДРОЗДЗИЛ П., КЖИВОНОС Л., МАДЛЕНАК Р. , РЫБИЦКА И.: Избранные аспекты анализа частоты отказов активных систем безопасности

в автобусах. Сообщения — Научные письма Жилинского университета, вып. 16, № 3, 2014. С. 114-119.

[8] КАМПФ, Р., ЛИЗБЕТИН, Дж., ЛИЗБЕТИНОВА, Л.: Требования пользователя транспортной системы, Коммуникации — Научные письма

Жилинского университета, том.14, № 4, 2012, стр. 106-108.

[9] HRCEK, S., KOHAR, R., MEDVECKY, S.: Определение максимальной нагрузки на роликовый подшипник с точки зрения долговечности

с использованием FEM-анализа. Сообщения — Научные письма Жилинского университета, вып. 14, № 3, 2012, стр. 55-61.

[10] САПИЕТОВА А., САГА М., НОВАК П., ЯКУБОВИКОВА Л.: Мультипрограммная платформа для решения многотельных систем

Синтез. Сообщения — Научные письма Жилинского университета, вып.14, № 3, 2012, стр. 43-48.

[11] БУКОВА Б., БРУМЕРЦИКОВА Э., МАДЛЕНАК Р.: Транспорт и электронная коммерция. Братислава: Wolters Kluwer, 2014, 172 стр. , ISBN

978-80-8168-130-1.

[12] БУКОВА Б., БРУМЕРЦИКОВА Э., КОЛАРОВСКИЙ П.: Экспедиция и логистика, Братислава: Wolters Kluwer, 2014. 318 стр., ISBN

978-80-554-0925-2.

Дифференциал как планетарная коническая шестерня

Описание

Блок Open Differential реализует дифференциал как планетарную коническую шестерню тренироваться.Блок согласовывает коническую шестерню карданного вала с конической шестерней короны (кольца). Ты можно указать:

Используйте блок Open Differential для:

  • Динамическое соединение вторичного карданного вала с осями колес или универсальные шарниры

  • Моделировать упрощенные или старые трансмиссии, когда это оптимально противобуксовочная система не требует пассивной или активной векторизации крутящего момента

  • Разделение механической мощности модели в типовой коробке передач и сценарии трансмиссии

Блок подходит для использования в аппаратном обеспечении в контуре (HIL) и рабочие процессы оптимизации. Все параметры настраиваемые.

В блоке используется система координат, которая производит положительную шину и движение автомобиля для стандартного двигателя, трансмиссии и дифференциала конфигурации. Стрелки указывают положительное движение.

Эффективность

Для учета эффективности блока используйте параметр Коэффициенты эффективности . Эта таблица суммирует реализацию блока для каждого параметра.

Установка Реализация

Константа

Постоянная эффективность, которую вы можете установить с постоянным эффективным фактором , ​​параметр ETA .

Крутящий момент, температура и скорость карданного вала

КПД в зависимости от входного крутящего момента базовой передачи, температуры воздуха и карданного вала скорость. Используйте эти параметры, чтобы указать таблицу поиска и точки останова:

  • Справочная таблица эффективности, eta_tbl

  • Контрольные точки эффективности крутящего момента, Trq_bpts

  • Контрольные точки эффективности скорости, omega_bpts

  • Температурные предельные значения эффективности, Temp_bpts

Для температуры воздуха можно:

  • Выберите Входная температура , чтобы создать входной порт.

  • Набор Температура окружающей среды, Tamb значение параметра.

Для выбора метода интерполяции используйте Параметр метода интерполяции . Для большего информацию см. в разделе Методы интерполяции.

Учет мощности

Для учета мощности блок реализует эти уравнения.

04

Автобус Описание Описание Уравнения

PWRInfo

PwrTrnsfrd — Мощность, передаваемая между блоками

PwrDriveshft

Механическая мощность от приводного вала

ηTdωd

PwrAxl1

Механическая мощность от оси 1

ηT1ω1

PwrAxl2

Механическая мощность от оси 2

ηT2ω2

PwrNotTrnsfrd — Сила пересечения блока граница, но не передана

PWRMechloss

Общая потеря мощности

W9LOSS = - (PT + PD) + PSPT = ηtddω2 + ηt1ω1 + ηt2ω2

PWRDamPloss

Потери мощности за счет демпфирования

Pd=−(b1|ω1|+b2|ω2|+bd|ωd|)

PwrStored — Скорость изменения сохраненной энергии

PWRStoredShft

Расширение скорости сохраненной внутренней энергии

PS = - (ω1ω˙1j1 + ω2ω˙2J2 + Ωdω˙djd)

Dynamics

эти дифференциальные уравнения для представления механической динамической реакции для коронной шестерни, левой оси и правой оси.

Механическая динамическая характеристика Дифференциальное уравнение
Коронная шестерня
Левая ось
Правая ось

Блок открытого дифференциала предполагает жесткую связь между коронной шестерней и оси. Эти уравнения ограничений применяются.

В уравнениях используются эти переменные.

0

163 ω D

16
N

2

J D D

Rotational Inertia Rearn Crown Gear Revers

B D

Корона Gear Линейный вязкий демпфирование

η

Дифференциальная эффективность

J 1

Axle 1 Rotational INERTIA

оси 1 линейный вязкий демпфирование

Ω 1

ось 1 скорость

J 2

Ось 2 вращения OnAL INERTIA

B 2

ось 2 линейных вязкого демпфирования

ω 2

2

ось 2 угловой скорость

T D

DriveShaft крутящий момент

T 1

оси 1 крутящий момент

T 2 T 2

Axle 2 крутящий момент

T I

DriveShaft Внутреннее сопротивление крутящего момента

T I1

ось 1 Внутренний устойчивый крутящий момент

T I2

Axle 2 Внутреннее сопротивление крутящего момента

Лаборатория дифференциального анализатора

Дифференциальный анализатор (DA) — это механическое устройство, которое решает дифференциальные уравнения, моделируя их на физических компонентах. DA широко использовались в первой половине 20-го века, до того, как цифровые компьютеры смогли решать дифференциальные уравнения. Сегодня DA по-прежнему полезны, поскольку позволяют нам «увидеть» то, как решение дифференциального уравнения развивается с течением времени. Абстрактные изменения математических величин можно визуализировать в физических движениях и вращениях в рамках DA .

Ключевым компонентом DA является интегратор , механическое устройство, которое принимает механическое представление производной в качестве входных данных и возвращает механическое представление чистого изменения в качестве выходных данных.Количество интеграторов в DA говорит о том, какие дифференциальные уравнения он может решать. DA с двумя интеграторами может решить одно ОДУ второго порядка или систему из двух ОДУ первого порядка с. DA с четырьмя интеграторами может решить систему из двух ОДУ второго порядка или одного ОДУ второго порядка с принудительным членом, который сам является решением ОДУ второго порядка .

Узнайте больше о дифференциальных анализаторах в Википедии.

 

Изображения лаборатории дифференциального анализатора


Кафедра математики – двухинтегратор Дифференциальный анализатор по прозвищу «Лиззи».


Дифференциальный анализатор полностью аналоговый. Результат состоит из графика решения, нарисованного на бумаге.


Два интегратора на главном четырехинтеграторном дифференциальном анализаторе лаборатории, прозванном «Искусство» в честь Артура Портера.


Вид сверху на «Искусство».

 

Свяжитесь с нами по поводу лаборатории дифференциальных анализаторов:

Доктор Бонита Лоуренс
Офис: Smith Hall 614

Лаборатория дифференциального анализатора
Местонахождение: Smith Hall 614
Телефон: 304-696-3854

 

Дифференциальные скорости пролиферации создают модели механического напряжения, которые ориентируют рост ткани

Рисунок 6

Эффект изменения скорости пролиферации in vivo. ( А А ″)…

Рисунок 6

Эффект изменения скорости пролиферации in vivo. ( A A ″) wts мутантных клонов, отмеченных отсутствием ядерного GFP и окрашенных на Е-кадгерин в шарнирной области крылового диска, масштаб = 10  мкм. Более базальный раздел GFP используется для отображения ядерного сигнала GFP. ( A ″ ) Схематическое представление серых мутантных клеток, удаленных из анализа формы клеток, и окружающих эритроцитов, использованных в анализе в ( D ).( B ) Шарнирная область крылового диска дикого типа, окрашенная на E-кадгерин, масштаб = 10  мкм. Красная область представляет собой соответствующие контрольные клетки, использованные для анализа формы клеток в ( E ). ( C ) Схема количественного определения формы клеток вокруг клонов (см. Материалы и методы). ( D ) Анализ формы клеток, окружающих клонов wts ( n = 5 клонов). Большинство клеток вокруг клона вытянуты по окружности вокруг клона (тангенциально).( E ) Анализ формы клеток клеток, окружающих «клоны» дикого типа ( n = 5 клонов, каждый в соответствующих областях для каждого мутантного клона дикого типа ). Клетки менее вытянуты и не имеют специфических ориентационных паттернов. ( F ) Мутантный клон wts , отмеченный отсутствием ядерной RFP и одновременно экспрессирующий трансген E-cadherin::GFP, что позволяет визуализировать в реальном времени клеточные соединения для лазерной абляции. Синяя стрелка отмечает типичное кольцевое соединение клетки дикого типа, граничащей с мутантным клоном, который был вырезан для анализа (см. Дополнительный фильм 7).Зеленая стрелка отмечает типичное радиальное соединение, используемое в анализе. ( G ) График увеличения расстояния (мкм) между вершинами разрезанного соединения (D-D 0 ) в зависимости от времени (с) после лазерной резки, среднее значение ± стандартная ошибка среднего. Синий = окружные соединения клеток дикого типа, окружающие мутантных тканей wts , зеленый = радиальные соединения клеток дикого типа, окружающие мутантных тканей wts , красный = шарнирные соединения дикого типа. ( H ) Начальная (максимальная) скорость отдачи вершин после разреза.Представлено как среднее ± стандартная ошибка среднего. Для круговых соединений, окружающих мутантную ткань wts (синяя), скорость = 0,79 ± 0,21 мкм / с, n = 39 соединений; для радиальных соединений, окружающих мутантную ткань wts (зеленый), скорость = 0,14 ± 0,13 мкм/с, n = 30 соединений; для шарнирных соединений WT (красный), скорость = 0,37 ± 0,15   мкм / с, n = 50 соединений. ( I ) мутантных клонов wts (отсутствие GFP), окрашенных на тубулин и Ph4 для определения ориентации митотического веретена, масштаб = 50 мкм.Для анализа в K используют только веретена, близкие к границам клонов (см. Материалы и методы). ( J ) Крыльевой диск WT, окрашенный на тубулин и Ph4, масштаб = 50  мкм. Кружками показаны типичные контрольные области «клонов», используемые для анализа шарнирного шпинделя WT. ( K ) Веретена, окружающие мутантные клоны wts (синие), ориентированы более по окружности вокруг клона (тангенциально), тогда как веретена в шарнирах дикого типа не проявляют смещения ориентации. ( L ) In silico Моделирование острого разрастания клона (черные клетки) в ткани дикого типа.( M ) Контрольная симуляция, в которой нет острого разрастания клона. ( N ) Клетки, окружающие разрастающийся клон (розовые клетки в L ), удлиняются перпендикулярно радиусу клона. ( O ) Без острого избыточного роста клетки не проявляют отклонения в удлинении вокруг «клона».

Ремонт дифференциала | NAS Mechanical Champion, AB, XFOCUSAREA2 и XFOCUSAREA3

Выберите сервис из следующего списка:-- выберите сервис --Differential Fluid ChangeDifferential Service

Описание ремонта дифференциала

Дифференциал отвечает за передачу мощности двигателя на колеса. Он также компенсирует и адаптируется к различиям в скорости вращения колес, когда ваш автомобиль проходит повороты. Когда ваш автомобиль проходит поворот, внутреннее колесо вращается медленнее, чем внешнее колесо, которое должно вращаться быстрее, чтобы не отставать от внутреннего колеса. Дифференциал позволяет колесам вращаться с разной скоростью, сохраняя управляемость. Автомобиль без дифференциала будет прыгать и трястись по тротуару из-за нестабильной и шаткой езды. Полноприводные автомобили оснащены дифференциалом спереди и сзади, а автомобили с задним приводом оснащены дифференциалом сзади.Дифференциал переднего привода, называемый коробкой передач из-за функционального сочетания переднего моста и трансмиссии, расположен между передними колесами. Полноприводные автомобили оснащены дифференциалом как между передними, так и задними колесами с раздаточной коробкой между ними. Корпус регулирует разницу скоростей между передними и задними колесами. Во всех транспортных средствах дифференциал в первую очередь отвечает за распределение и регулирование мощности между колесами.

Преимущества ремонта дифференциала

Независимо от того, имеет ли ваш автомобиль полный, передний или задний привод, дифференциал вашего автомобиля подвергается сильному износу.При планировании обслуживания по ремонту дифференциала вы должны учитывать, где вы чаще всего ездите и сколько времени ваш автомобиль тратит на движение по определенным типам местности. Труднопроходимая местность, такая как грунтовые дороги, грунтовые или гравийные дороги, и экстремальное вождение могут оказать более сильное влияние на срок службы дифференциала вашего автомобиля. Техническое обслуживание дифференциалов будет отличаться от автомобиля к автомобилю. Как часть вашего обычного графика технического обслуживания автомобиля, замена дифференциальной жидкости может положительно повлиять на безопасность и здоровье вашего автомобиля.Шум, исходящий от дифференциала вашего автомобиля, может быть признаком недостаточного количества смазки или изношенных шестерен и подшипников из-за регулярного износа. При первых признаках проблемы свяжитесь с нами, чтобы мы могли быстро диагностировать и устранить проблему.

NAS Mechanical с гордостью обслуживает потребности клиентов в ремонте дифференциалов в Champion, AB, Vulcan, AB, Claresholm, AB и прилегающих районах.

обслуживаемых территорий: Чемпион, AB | Вулкан, AB | Кларесхольм, AB | и прилегающие районы

Работа дифференциальной передачи - Машиностроение

Распространите любовь, поделившись этим..!!

Дифференциал Шестерня является фундаментальной частью каждого из четырехколесных транспортных средств. Это новшество было придумано много лет назад и названо одним из самых выдающихся достижений человеческого мозга, которые когда-либо были сделаны.

Дифференциальные оснастки представляют собой план действий по адаптации стрекала к транспортному средству с более чем двумя колесами с целью, позволяющей двум колесам на одной и той же ступице вращаться с разными скоростями. Скажем, при вращении внешнего колеса, т.е. вдали от фокуса раскачивания нужно больше крутиться (прямое соединение кривой = размах * край).

Основная функция дифференциального устройства состоит в том, чтобы позволить ведущим колесам вращаться с различными оборотами, при этом оба получают мощность от двигателя. Дифференциал имеет три назначения:

Для направления мощности двигателя на колеса

Для работы в качестве последнего снижения такелажной передачи в транспортном средстве, уменьшая скорость вращения трансмиссии в последний раз, прежде чем она коснется колес.

Чтобы передать способность колесам, позволяя им вращаться с разной скоростью (именно благодаря этому дифференциал получил свое название.)

Посмотрите это видео, чтобы узнать, как работает дифференциал Шестерня

Зачем использовать дифференциал-

Дифференциал используется в транспортных средствах в свете того факта, что при повороте автомобиля шины имеют разные скорости, потому что отличительного диапазона формы.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.